本發(fā)明涉及一種去除甲醛氣體活性炭纖維的制備方法，屬于功能性纖維制造技術領域。
背景技術：
甲醛(HCHO)是高揮發(fā)性有機化合物,是一種無色、具有強烈刺激性的氣體。它是一種原生質毒,對眼部及呼吸、神經(jīng)和內分泌等系統(tǒng)均具有毒性，此外還有致癌、致突變的遺傳效應。甲醛存在于我們的衣、食、住、行，無處不在，因其毒性大，對人身體危害大，是生活中的隱形殺手，因此甲醛的去除顯得尤為重要。
目前,市面上多使用活性炭來凈化空氣中甲醛等有害氣體，但由于其顆粒狀，易粉末化等特點往往會造成二次污染?；钚蕴坷w維(Activated Carbon Fiber)問世后,由于它具有其它活性炭無法比擬的優(yōu)點,如吸附速度快、孔結構均勻、不易粉化且易加工成多種形態(tài)等特點,因而人們對它進行廣泛的研究,以便使之成為具有優(yōu)良性能的高效吸附劑。
中國公開專利號CN 103382623B，公開日2016年4月6日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為二氧化錳/聚丙烯腈基氧化分解甲醛型納米纖維膜的靜電紡絲制備方法，該申請案公開了二氧化錳/聚丙烯腈基氧化分解甲醛型納米纖維膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于將制備的納米二氧化錳與聚丙烯腈(PAN)兩者混合得到靜電紡絲溶液，然后進行靜電紡絲，得到二氧化錳/聚丙烯腈(MD/PAN)基氧化分解甲醛型納米纖維膜。其生產(chǎn)方法包括步驟：將高錳酸鉀和環(huán)己醇通過水熱法制備納米二氧化錳，將納米MD和PAN混合，然后溶于N-N二甲基甲酰胺(DMF)中，攪拌后得到分散均勻的靜電紡絲溶液，將上述得到的靜電紡絲溶液進行靜電紡絲，得到MD/PAN基氧化分解甲醛型納米纖維膜。由該發(fā)明方法制備的納米纖維膜有比表面積大、空隙率高、孔徑直徑小、催化活性高等優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展和應用前景。但該方法需先制備納米二氧化錳，步驟較為繁瑣，且未考慮到甲醛氣體會在空氣中散逸，僅靠纖維膜表面的催化作用去除甲醛的效率較低，速度較慢，如果不采用吸附甲醛的方法很難將甲醛徹底去除干凈。
技術實現(xiàn)要素：
針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種去除甲醛氣體活性炭纖維的制備方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的技術解決方案是：
一種去除甲醛氣體活性炭纖維的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：
1)將質量百分比為：
納米二氧化錳粉體 2％～30％
去離子水 20％～78％
粘膠原液 20％～50％
在高速攪拌機中均勻混合，制備得到均勻含有納米二氧化錳粉體的分散液；
2)將制備的納米二氧化錳粉體的分散液與甲纖濃度為8～10wt％的粘膠原液按質百分比為：
粘膠原液 50～99％，
納米二氧化錳粉體分散液 1～50％，
進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在20～23℃的條件下靜置脫泡4～5小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至600-1000℃進行碳化處理，碳化處理時間為1～3h，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至780～1100℃，進行活化處理，活化處理時間為8～100min，制得能高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。
步驟1)中，所用納米二氧化錳粉體的粒徑范圍為20nm～50nm。
步驟5)中，所用的CO2活化劑中的CO2含量達到99％。
由于采用了以上技術方案，本發(fā)明有益技術效果是：
1本發(fā)明采用一種含有納米二氧化錳的活性炭纖維來高效去除甲醛氣體，通過催化氧化反應后最終產(chǎn)品只有CO2和H2O，不釋放有害的副產(chǎn)品；其中，將納米二氧化錳纖維碳化處理，以高純CO2為活化劑制得一種去除甲醛氣體的活性炭纖維。盡管常用活化劑為水蒸氣,但由于水蒸氣反應較為強烈,且水蒸氣的量不易控制,并且以高純CO2作為活化劑比用水蒸氣、KOH等作為活化劑制得的產(chǎn)品的比表面積要小的多,而且孔分布相對較寬，因此本發(fā)明以高純CO2作為活化劑。
2本發(fā)明所制得的一種去除甲醛氣體活性炭纖維不僅具有較好吸附甲醛氣體的效果，還能在吸附甲醛的過程中催化分解甲醛有害氣體，具有非常廣闊的應用前景。
3本發(fā)明制備方法簡便，納米二氧化錳纖維的制備可直接在普通的粘膠生產(chǎn)和紡絲加工設備上進行；無需特殊設備，并且后續(xù)的活化、炭化反應條件容易實現(xiàn)和控制。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。
一種去除甲醛氣體活性炭纖維的制備方法，所述制備方法按以下步驟進行：
1)將質量百分比為：
納米二氧化錳粉體 2％～30％
去離子水 20％～78％
粘膠原液 20％～50％
在高速攪拌機中進行均勻混合，制備得到均勻含有納米二氧化錳粉體的分散液。
所用納米二氧化錳粉體的粒徑范圍為20nm～500nm。
2)將制備得到含有納米二氧化錳粉體的分散液與甲纖濃度為8～10wt％的粘膠原液按質量百分比分為：
粘膠原液 50～99％
納米二氧化錳粉體分散液 1～50％
進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在20～23℃的條件下靜置脫泡4～5小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至600～1000℃進行碳化處理，碳化處理時間為1～3h，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至780～1100℃，進行活化處理，活化處理時間為8～100min，制得能高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。
所述的CO2活化劑中的CO2含量達到99％以上。
具體實施例
實施例1
1)將粒徑為20nm的納米二氧化錳粉體與去離子水、粘膠原液按如下質量百分比：納米二氧化錳粉體2％，去離子78％，粘膠原液20％放入高速攪拌機中進行均勻混合，攪拌，形成含納米二氧化錳粉體的分散液，備用。
2)將制備含納米二氧化錳粉體的分散液與質量濃度為8％的粘膠原液按質量百分比為：粘膠原液50％，納米二氧化錳粉體分散液50％進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在20℃的條件下靜置脫泡4小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至600℃進行碳化處理3時，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有含量達到99％的CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至780℃，進行活化處理100min制得高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。
實施例2
1)將粒徑為30nm的納米二氧化錳粉體與去離子水、粘膠原液按如下質量百分比：納米二氧化錳粉體5％，去離子65％粘膠原液30％放入高速攪拌機中進行均勻混合，攪拌，形成含納米二氧化錳粉體的分散液，備用。
2)將制備含納米二氧化錳粉體的分散液與質量濃度為8％的粘膠原液按質量百分比為：粘膠原液60％，納米二氧化錳粉體分散液40％進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在21℃的條件下靜置脫泡4小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至700℃進行碳化處理2時，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有含量達到99％的CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至850℃，進行活化處理70min制得高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。
實施例3
1)將粒徑為40nm的納米二氧化錳粉體與去離子水、粘膠原液按如下質量百分比：納米二氧化錳粉體10％，去離子水50％粘膠原液40％放入高速攪拌機中進行均勻混合，攪拌，形成納米二氧化錳粉體的分散液，備用。
2)將制備含納米二氧化錳粉體的分散液與質量濃度為8％的粘膠原液按質量百分比為：粘膠原液70％，納米二氧化錳粉體分散液30％進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在22℃的條件下靜置脫泡4小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至900℃進行碳化處理1時，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有含量達到99％的CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至900℃，進行活化處理50min制得高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。
實施例4
1)將粒徑為40nm的納米二氧化錳粉體與去離子水、粘膠原液按如下質量百分比：納米二氧化錳粉體20％，去離子50％粘膠原液30％放入高速攪拌機中進行均勻混合，攪拌，形成含納米二氧化錳粉體的分散液，備用。
2)將制備含納米二氧化錳粉體的分散液與質量濃度為8％的粘膠原液按質量百分比為：粘膠原液80％，納米二氧化錳粉體分散液20％進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在23℃的條件下靜置脫泡4小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至1000℃進行碳化處理1時，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有含量達到99％的CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至1000℃，進行活化處理30min制得高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。
實施例5
1)將粒徑為50nm的納米二氧化錳粉體與去離子水、粘膠原液按如下質量百分比：納米二氧化錳粉體10％，去離子50％粘膠原液20％放入高速攪拌機中進行均勻混合，攪拌，形成含納米二氧化錳粉體的分散液，備用。
2)將制備含納米二氧化錳粉體的分散液與質量濃度為8％的粘膠原液按質量百分比為：粘膠原液90％，納米二氧化錳粉體分散液10％進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在20℃的條件下靜置脫泡5小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至1000℃進行碳化處理2時，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有含量達到99％的CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至1100℃，進行活化處理10min制得高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。
實施例6
1)將粒徑為50nm的納米二氧化錳粉體與去離子水、粘膠原液按如下質量百分比：納米二氧化錳粉體30％，去離子水20％粘膠原液50％放入高速攪拌機中進行均勻混合，攪拌，形成含納米二氧化錳粉體的分散液，備用。
2)將制備含納米二氧化錳粉體的分散液與質量濃度為8％的粘膠原液按質量百分比為：粘膠原液99％，納米二氧化錳粉體分散液1％進行均勻混合，混合后進行攪拌制得分散均勻的納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液；
3)將納米二氧化錳粉體濕法紡絲溶液在23℃的條件下靜置脫泡5小時，過濾，然后通過噴絲板進行紡絲，制備出含有納米二氧化錳的粘膠纖維；
4)將含有納米二氧化錳的粘膠纖維在通有氮氣的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至1000℃進行碳化處理1時，冷卻至室溫；
5)將碳化后的產(chǎn)物在通有含量達到99％的CO2活化劑的馬弗爐中以10℃/min速度升溫至1100℃，進行活化處理8min制得高效去除甲醛氣體的活性炭纖維。